BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Alpukat - IMISSU Single … Motor Diesel Motor diesel ditemukan oleh seorang insinyur Jerman benama Rudolf Diesel pada tahun 1897 sebagai salah satu jenis

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Alpukat

Alpukat, atau Persea Americana tumbuhan ini berasal dari Meksiko dan Amerika

Tengah dan kini banyak dibudidayakan di Amerika Selatan dan Amerika Tengah sebagai

tanaman perkebunan monokultur dan sebagai tanaman pekarangan di daerah – daerah tropika

lainnya di dunia, seperti juga Indonesia yang memiliki iklim tropis, pembudidayaan tanaman

alpukat sendiri juga tidak terlalu sulit karena iklim yang cocok dengan Negara kita Indonesia.

Alpukat merupakan salah satu jenis buah bergizi tinggi yang semakin banyak

diminati. Hal ini terlihat dari banyaknya permintaan alpukat di pasaran. Sebagai contoh,

seorang grosir membutuhkan alpukat 12-20 ton/minggu untuk pedagang pengecer di Bogor.

Manfaat buah dan biji alpukat. Selain buah dan daunnya ternyata khasiat biji alpukat

juga bermanfaat untuk beberapa penyakit, yaitu diantaranya adalah: Manfaat biji alpukat

untuk pengobatan dapat digunakan untuk mengobati sakit gigi, manfaat biji alpukat untuk

maag dan kencing manis, dan banyak lagi maanfaat lain yang terdapat dalam kandungan biji

alpukat.

Pohon, dengan batang mencapai tinggi 20 m dengan daun sepanjang 12 hingga 25

cm. Bunganya tersembunyi dengan warna hijau kekuningan dan ukuran 5 hingga 10

milimeter. Ukurannya bervariasi dari 7 hingga 20 sentimeter, dengan massa 100 hingga 1000

gram; biji yang besar, 5 hingga 6,4 sentimeter.

Selain dari beberapa keunggulan diatas alpukat juga dapat dimanfaatkan sebagai

sumber bahan baku biodiesel. Bagian dari buah alpukat yang dapat digunakan sebagai

biodiesel adalah bijinya. Bahan ini (biji alpukat) merupakan limbah yang begitu banyak

orang membuangnya setelah memanfaatkan daging buah tersebut. Padahal biji alpukat

mengandung lemak nabati yang tersusun dari senyawa yang bisa menghasilkan minyak.

Senyawa ini sangat unik karena memiliki komposisi yang sama dengan bahan bakar diesel

solar. Selain itu kadar belarang dalam alpukat lebih sedikit dibandingkan kadar belerang

dalam solar. Hal ini membuat pembakaran berlangsung sempurna sehingga gas buangnya

lebih ramah lingkungan.

Disamping itu, biji alpukat merupakan bahan biomassa yang mengandung trigliserida

serta kandungan asam lemak bebas (FFA) pada minyak biji alpukat rendah yakni 0,367%

sehingga dapat dijadikan biodiesel dengan proses transesterifikasi. Adapaun kandungan

minyak nabati dari berbagai tanaman ditunjukkan pada tabel 2.1

Tabel 2.1. kandungan minyak

kandungan minyak alpukat lebih tinggi dibandingkan tanaman-tanaman seperti

kedelai, jarak, bunga matahari, dan kacang tanah. Namun, kandungan minyak alpukat masih

lebih rendah dibandingkan sawit. Karakteristik fisika minyak alpukat dapat dilihat pada tabel

2.2, disana ditunjukkan berbagai karakteristiknya seperti specific gravity, dan viscosity dari

minyak biji alpukat.

Asam-asam lemak/minyak tumbuh-tumbuhan terdiri dari komponen senyawa

utamanya adalah trigliserida dimana karakteristik fisik minyak biji alpukat sebagai berikut:

Tabel 2.2. Karakteristik fisika minyak biji alpukat

2.2 Biodiesel

Biodiesel adalah bahan bakar alternatife yang diformulasikan khusus untuk mesin

diesel yang terbuat dari minyak nabati (bio-oil). Proses pembuatan biodiesel adalah proses

transesterifikasi antara minyak nabati dengan methanol dan katalis pada suhu 70oC. Biodiesel

memiliki keuntungan antara lain tidak diperlukan modifikasi mesin, memiliki cetane number

tinggi, ramah lingkungan, memiliki daya pelumasan yang tinggi, aman dan tidak beracun.

Biodiesel juga merupakan bahan bakar alternatif dari bahan mentah terbarukan

(renewable) yang terbuat bukan dari minyak bumi. Biodiesel tersusun dari berbagai macam

ester asam lemak yang dapat diproduksi dari minyak-minyak tumbuhan seperti minyak sawit

(palm oil), minyak kelapa, minyak jarak pagar, minyak biji kapuk randu, minyak kemiri,

minyak nyamplung dan masih ada lebih dari 30 macam tumbuhan Indonesia yang potensial

untuk dijadikan sumber energi bentuk cair ini. Pada gambar 2.1 dapat dilihat biji dari alpukat

yang masih utuh dan minyak yang berasal dari biji alpukat.

Gambar 2.1. Biji dan minyak Alpukat

Secara kimia, transesterifikasi berarti mengambil molekul asam lemak kompleks dari

minyak nabati atau hewani, menetralkan asam lemak tak jenuh minyak nabati atau hewani

dan menghasilkan alcohol-ester. Karena komposisi asam lemak tak jenuh pada minyak jarak

sudah berkurang secara drastis, maka pembuatan biodiesel dengan bahanbaku minyak jarak

diperkirakan akan terjadi dengan lebih cepat. Prinsip proses transesterifikasi dapat dilihat

pada Gambar 2.2 berikut ini:

+ C2H5OH

Gambar 2.2. Proses Transesterifikasi Secara Kimia

2.3 Rapat Massa (Density)

Adalah perbandingan antara massa bahan bakar dengan volume bahan bakar. Density

bahan bakar dipengaruhi oleh temperatur, dimana semakin tinggi temperatur, maka density

semakin turun dan sebaliknya.

2.4 Viskositas / kekentalan

Kekentalan suatu bahan bakar menunjukkan sifat menghambat terhadap aliran, dan

menunjukkan sifat pelumasannya pada permukaan benda yang dilumasi. Kekentalan bisa

didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menggerakkan suatu bidang dengan luas

tertentu pada jarak tertentu dan dalam waktu yang tertentu pula. Viskositas bahan bakar

mempunyai pengaruh yang besar terhadap bentuk semprotan bahan bakar. Dimana untuk

bahan bakar dengan viskositas yang terlalu tinggi akan memberikan atomisasi yang rendah

sehingga mengakibatkan mesin sulit di start. Selain itu, gas buang yang dihasilkan juga akan

menjadi hitam dengan smoke density yang cukup tinggi. Jika viskositas bahan bakar terlalu

rendah maka akan terjadi kebocoran pada pompa bahan bakarnya dan mempercepat keausan

pada komponen pompa dan injektor bahan bakar.

2.5 Titik Nyala (flash Point)

Flash point adalah temperatur pada keadaan di mana uap di atas permukaan bahan

bakar (biodiesel) akan terbakar dengan cepat (meledak). Flash Point menunjukan kemudahan

bahan bakar untuk terbakar. Makin tinggi flash point, maka bahan bakar semakin sulit

terbakar.Makin mudah bahan bakar untuk terbakar maka flash point-nya menurun dan bahan

bakar lebih effisien.

2.6 Specific Gravity

Berat bahan bakar atau Specific Gravity memegang peranan yang sangat penting

dalam hal nilai kalor bahan bakar, flash point, dan sifat pelumasan pada mesin. Makin tinggi

specific gravity berarti bahan bakar akan semakin berat, dan nilai kalor yang dihasilkan tiap

volume akan semakin besar pula. Specific Gravity yang lebih tinggi juga menunjukkan sifat

pelumasan yang lebih baik. Tetapi Specific Gravity yang terlalu tinggi akan menyebabkan

viskositas yang terlalu tinggi, dan flash point yang terlalu tinggi.

Specific Gravity terhadap air = ………………… 2.1

2.7 Nilai Kalor

Nilai kalor dari bahan bakar diesel diukur dengan bomb kalorimeter. Untuk

memperoleh perkiraan nilai kalornya, bisa dipakai rumus empiris di bawah ini:

NK = 18,650 + 40 (API – 10) BTU/lb ...................................................... 2.2

API = API Gravity pada 60 oF = (141,5/Specific Gravity) – 131,5 ......... 2.3

Untuk menghitung lower heating value (LHV ) dan higher heating Value digunakan

persamaan sebagai berikut:

LHV= HHV- ……………………………………………… 2.4

2.8 Minyak Solar

Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari minyak bumi

mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang jernih. Penggunaan solar pada

umumnya adalah untuk bahan bakar pada semua jenis mesin Diesel dengan putaran tinggi

(diatas 1000 rpm), yang juga dapat digunakan sebagai bahan bakar pada pembakaran

langsung dalam dapur-dapur kecil yang terutama diinginkan pembakaran yang bersih.(www.

Com Pertamina: 2005 ), pada tabel 2.3 dapat dilihat spesifikasi bahan bakar solar.

Tabel 2.3. Spesifikasi bahan bakar solar.

Air Fuel Ratio ( AFR)

Air fuel ratio adalah perbandingan antara udara dan bahan bakar (proses

pencampuran udara dan bahan bakar), bahan bakar yang hendak dimasukkan ke dalam ruang

bakar haruslah dalam keadaan mudah terbakar, hal tersebut agar didapatkan effisiensi tenaga

motor yang maksimal. Campuran bahan bakar yang belum sempurna akan sulit dibakar oleh

percikan bunga api di dalam ruang bakar, bahan bakar tidak dapat terbakar tanpa adanya

udara (O2), tentunya dalam keadaan yang homogen. Bahan bakar yang di gunakan dalam

pembakaran sesuai dengan ketentuan sebab bahan bakar yang melimpah pada ruang bakar

justru tidak meningkatkan tenaga dari motor tersebut, semakin banyak bahan bakar yang

tidak terbakar pada ruang bakar akan mengakibatkan filament pada dinding silinder.

Air fuel ratio adalah faktor yang mempengaruhi kesempurnaan proses pembakaran

didalam ruang bakar. Merupakan komposisi campuran bahan bakar dan udara idealnya AFR

bernilai 13,6 (1 bahan bakar : 13,6 udara) stoichiometry, berikut pengaruh AFR pada kinerja

mesin:

AFR Terlalu kurus :

Tenaga mesin menjadi sangat lemah

Sering menimbulkan detonasi

Mesin cepat panas

Dapat membuat kerusakan pada sillinder ruang bakar

AFR Kurus :

Tenaga mesin berkurang

Terkadang terjadi detoansi

Konsumsi bahan bakar irit

AFR Ideal :

Kondisi Paling Ideal

AFR Kaya :

Bensin agak boros

Tidak terjadi detonasi

Mesin lebih bertenaga

AFR Terlalu kaya :

Bensin sangat boros

Asap knalpot berwarna hitam

Menimbulkan filament pada gesekan dinding sillinder dengan ring piston

(Sumber : Wisnu Arya Wardana, 2001 : 38)

Perbandingan jumlah udara dengan bahan bakar disebut dengan Air Fuel Ratio

(AFR). Perbandingan ini dapat dibandingkan baik dalam jumlah massa ataupun dalam

jumlah volume.

𝐴𝐹𝑅 = 𝑚𝑓𝑢 : 𝑚𝑎𝑖𝑟 = 𝑉𝑓𝑢𝑒𝑙 : 𝑉𝑎𝑖𝑟 ……………………………………………………… 2.5

Besarnya AFR dapat diketahui dari uji coba reaksi pembakaran yang benar-benar

terjadi, nilai ini disebut AFR aktual. Sedangkan AFR lainnya adalah AFR stoikiometri,

merupakan AFR yang diperoleh dari persamaan reaksi pembakaran. Dari perbandingan nilai

AFR tersebut dapat diketahui nilai Rasio Ekuivalen (ϕ) :

𝜙 = 𝐴𝐹𝑅𝑠 : 𝐴𝐹𝑅𝑎𝑘𝑡 ……………………………………………………………………………. 2.6

Untuk dapat mengetahui nilai AFR , maka harus dihitung jumlah keseimbangan atom

C, H dan O dalam suatu reaksi pembakaran. Adapun rumus umum reaksi pembakaran yang

menggunakan udara kering adalah :

………………………. 2.7

2.9 Motor Diesel

Motor diesel ditemukan oleh seorang insinyur Jerman benama Rudolf Diesel pada

tahun 1897 sebagai salah satu jenis motor pembakaran dalam (Internal Combustion Engine).

Konsep dari mesin ini adalah memulai pembakaran dengan menyemprotkan bahan bakar cair

ke dalam udara yang dipanaskan kompresi yang dapat menghasilkan efisiensi yang lebih dari

motor bensin.

Motor bakar diesel yang bebeda dengan motor bakar bensin proses penyalaan bukan

dengan loncatan bunga api listrik. Pada langkah hisap hanyalah udara segar yang masuk ke

dalam silinder. Pada waktu torak hampir mencapai TMA bahan bakar disemprotkan ke dalam

sillinder.

Terjadilah penyalaan untuk pembakaran, pada saat udara masuk ke dalam silinder

sudah bertemperatur tinggi.

Tipe- Tipe Motor Diesel :

Tipe Motor Diesel Injeksi Langsung (Direct Injection Type)

Bahan bakar disemprotkan langsung ke Ruang bakar utama letak ruang bakar

utama ada di antara piston & silinder headBagian atas piston dibuatkan ruang dengan

desain khusus.

Tipe Injeksi Tidak Langsung ( Indirect Injection Type)

Pada ruang bakar Motor diesel Injeksi tidak langsung, Bahan bakar disemprotkan

ke dalam ruang bakar pendahuluan (prechamber) yang telah dipanaskan dan disinilah

awal pembakaran terjadi untuk mendapatkan campuran yang baik kemudian

dilanjukan dengan pembakaran utama diruang bakar utama.

2.10 Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah

Pada motor diesel empat langkah, katup masuk dan katup buang digunakan untuk

mengontrol proses pemasukan dan pembuangan gas dengan membuka dan menutup saluran

masuk dan saluran buang.

Gambar 2.3. Prinsip kerja motor diesel 4 langkah

1. Langkah isap, yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB. Udara diisap

melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.

2. Langkah kompresi, yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA dengan

memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap dan katup buang

tertutup, sehingga tekanan dan suhu udara dalam silinder tersebut akan naik.

3. Langkah usaha, ketika katup isap dan katup buang masih tertutup, partikel bahan

bakar yang disemprotkan oleh pengabut bercampur dengan udara bertekanan dan

suhu tinggi, sehingga terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai

bergerak dari TMA ke TMB karena pembakaran berlangsung bertahap.

4. Langkah buang, ketika torak bergerak terus dari TMA ke TMB dengan katup isap

tertutup dan katup buang terbuka, sehingga gas bekas pembakaran terdorong

keluar.

2.11 Siklus Motor Diesel

Siklus Diesel adalah Siklus teoretis untuk (Compression Ignition Engine) atau

motor diesel.Perbadaan siklus diesel dengan siklus otto adalah: pada motor diesel

penambahan panas terjadi pada tekana tetap.

Gambar:2.4. Siklus diesel digram P-V dan T-S

Prosesnya:

1-2 Kompresi Isentropik (Reversibel Adiabatik).

2-2 Pembakaran Isobarik.

3-4 Ekspansi Isentropik (Reversibel Adiabatik)

4-1 Pembakaran kalor Isochoric.

Efisiensi teoritis siklus diesel

𝜂 =1- ………………………………………… 2.1

Efisiensi teoritis siklus dual:

𝜂 = 1- ……………………………………….. 2.2

Dimana:

P3/P2 (Perbandingan tekana pada volume konstan)

V4/V2 (Cut-off ratio/ perbandingan pemancuan).

K = 1,40

r= V1/V2

2.12 Komponen Bahan Bakar Motor Diesel

Gambar 2.5. Komponen Bahan bakar Motor diesel

Dapat dilihat pada gambar 2.5 komponen – komponen bahan bakar pada motor diesel

Adapun fungsi – fungsi komponen tersebut :

1. Fuel tank berfungsi untuk menyimpan bahan bakar sementara yang akan digunakan

dalam penyaluran bahan bakar yang dibutuhkan oleh mesin.

2. Feed pump atau pompa penyalur berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar dengan

cara memompa bahan bakar dari tangki dan mengalirkannya ke pompa injeksi.

Didalam feed pump juga terpasang komponen yang bernama priming pump, yang

berfungsi untuk mengeluarkan udara palsu dari sistem bahan bakar.

3. Fuel filter biasanya terdapat 2 (dua) yaitu pada bagian sebelum feed pump yang

dilengkapi pula dengan water sedimenter yang berfungsi untuk memisahkan air dalam

sistem bahan bakar dan fuel filter (saringan bahan bakar) yang berfungsi untuk

menyaring kotoran kotoran yang terdapat pada bahan bakar untuk menjaga kualitas

bahan bakar agar selalu bersih dan tidak menghambat aliran bahan bakar.

4. Injection pump yang berfungsi untuk menaikkan tekanan sehingga bahan bakar solar

dapat mudah dikabutkan oleh nozzle. didalam pompa injeksi ada komponen yang

bernama automatic timer dan governor yang fungsinya ada dibawah ini.

5. Automatic timer yang terpaang pada bagian depan pompa injeksi yang berhubungan

dengan timing gear berfungsi untuk memajukan saat injeksi sesuai dengan putaran

motor.

6. Governor terpasang pada bagian belakang pompa injeksi yang berfungsi sebagai

pengatur jumlah injeksi bahan bakar sesuai dengan pembebanan motor.

7. Pengabut (Nozzle) berfungsi untuk mengabutkan bahan bakar agar mudah bercampur

dengan oksigen sehingga mudah terbakar dalam silinder

8. Pipa tekanan tinggi terbuat dari bahan baja yang berfungsi untuk mengalirkan bahan

bakar bertekanan tinggi dari pompa injeksi ke masing-masing pengabut

9. Busi pijar atau busi pemanas (glow plug) berfungsi untuk memanaskan ruangan

prechamber pada saat mulai start. Dengan merubah energi listrik dari battery menjadi

energi panas

10. Battery (aki) berfungsi sebagai sumber energi listrik yang mensupply energi yang

dibutuhkan oleh busi pijar untuk memanaskan ruangan pre chamber

11. Kunci kontak (ignition switch) berfungsi sebagai saklar utama pada sistem kelistrikan

kendaraan

12. Relay yang berfungsi sebagai pengaman dan pengatur saat pemanasan ruang pre

chamber.

2.12.1. Tangki Bahan bakar

Tangki bahan bakar terbuat dari bahan yang tidak korosi atau terbuat dari baja

tipis yang bagian dalamnya melapisi bahan anti karat. Tangki bahan bahar harus

bebas dari kebocoran dan tahan terhadap tekana minimal 0-3 bar, serta tahan

terhadap getaran mekanis yang ditimbulkan pada saat motor beroperasi. Dalam

tangki bahan bakar terdapat fuel sender gauge yang berfungsi untuk menujukan

jumlah bahan bakar yang ada didalam tangki.

2.12.2. Filter Bahan Bakar

Umur komponen system aliran bahan bakar motor diesel sangat ditentukan

oleh mutu saringan / filter serta perawantan berkala system bahan bakar.Tekanan

bahan bakar dapat dibangkitkan oleh pompa injector melalui plunyer dan barel serta

nozel. Hal ini mengharuskan bahan bakar yang selalu bersih dan tidak

terkontaminasi oleh material lain sebelum masuk ke pompa injektor dan nozel.

2.12.3. Pompa Injeksi

Berfungsi memberikan tekanan pada solar yang akan diinjeksikan /

disemprotkan oleh nozzel. Pada gambar 2.6 dapat dilihat gambar pompa injector dan

bagian – bagianya.

Gambar 2.6. Pompa Injektor

2.12.4. Injektor / Nozel

Injektor / Nozel adalah Pemisahan fluida atau minyak menjadi tetesan kecil yang

membutuhkan energi tertentu, energi yang diberikan melalui pompa yang memiliki

tekanan, yang tinggi. Dengan pompa bertekanan tinggi akan memecahkan minyak

atau fluida dengan kecepatan tertentu, tekanan dan kecepatan yang diberikan biasaya

mencapai 100 psi sehinga memaksa fluida atau minyak melalui lubang nozel. Dapat

dilihat pada gambar 2.7 model injektor / nozel dan bagian – bagian dari injektor /

nozel tersebut.

Gambar 2.7. Injektor/Nozel

Untuk mengatahui model laju aliran masa tekanan injeksi, tekanan udara

lingkungan, sifat fisik bahan bakar yang diuji, dapat di notasi dengan L/D geometri

lubang Nozel R/D Rasio Inlet. Parameter output koefisien debit aliran, kecepatan

injeksi yang efektif, dan diameter efektif dapat digunakan persamaan sebagai berikut

:

…………………………………………… 2.8

Keterangan :

= mean velocity.

= injeksi rate.

= liquid density.

= nozel hole area.

Dan untuk menghitung tekanan masuk dan keluar (P1, P2) digunakan persamaan

Bernoulli’s.

………………………………… 2.9

Dimana tekanan lingkungan (P2) akan diganti kooefisienya ( Cd) maka.

………………………………..….. 2.10

Fraksi kooefisenya adalah:

……………………………………. 2.11

Macam – macam injektor seperti disebutkan diatas dengan sifat pengabutan dan

karakteristik yang berbeda maka pemilihan untuk fungsi pemakaiannya juga berbeda

yang tergantung pada proses pembakarannya dan proses pembakaran ini ditentukan

oleh bentuk ruang bakarnya, untuk sifat-sifat injektor ini antara lain adalah seperti

berikut:

a. Injector berlubang satu (Single hole) proses pengabutannya sangat baik akan

tetapi mememrlkukan tekanan injection pump yang tinggi.

b. Demikian halnya dengan injektor berlubang banyak (multi hole) pengabutannya

sangat baik. Injector ini sangat tepat digunakan pada direct injection (injeksi

langsung).

c. Injektor dengan model pin, injektor model pin ini model trotle maupun model

pintle lebih tepat digunakan pada motor diesel dengan ruang bakar yang

memiliki combustion chamber, kamar muka maupun kamar pusar (turbulen) dan

Tipe Lanova.

2.13 Penyemprotan (Spray)

Penyemprotan atau spray adalah aliran udara / gas yang mengandung droplet; atau

droplet yang bergerak dalam aliran udara / gas.Oleh karena itu, dalam proses pengabutan

ini pada dasarnya adalah mencampur bahan bakar dengan oksigen, untuk itu proses

pengabutan untuk memperoleh gas bahan bakar yang sempurna pada injector dapat

dilakukan dengan tiga sistem pengabutan yaitu:

a. Pengabutan Udara

Proses pengabutan udara terjadi pada saat bahan bakar yang bertekanan 60

sampai 85 kg/cm² mengakibatkan tekanan pada rumah pengabut sebesar 60 kg/cm²

yang selalu berhubungan langsung dengan tabung udara dengan tekanan bahan bakar

dari pompa mencapai 70 kg/cm² pada Volume tertentu akan tertampung pada cincin

pembagi dari pengabut tersebut.

b. Pengabutan Tekanan

Pada proses pengabut tekan ini saluran bahan bakar dan ruangan dalam

rumah pengabut harus selalu terisi penuh oleh bahan bakar, dengan jarum pengabut

yang tertekan oleh pegas sehingga saluran akan tertutup. Namun ketika bahan bakar

dari injection pump yang beterkanan 250 kg/Cm² mengalir kebagian takikan jarum

pengabut, pengabut akan tertekan keatas sehingga saluran akan terbuka. Dengan

demikian, bahan bakar akan terdesak melalui celah di antara jarum pengabut dalam

bentuk gas.

c. Pengabutan Gas

Pengabutan ini dikonstruksi sedemikisn rupa dengan komponen –

komponen yang terdiri atas rumah pengabutan, katup dan bak pengabutan yang

ditempatkan di bagian bawah dari pengabutan dan berada di dalam ruang bakar.

Dalam proses pengabutan ini bahan bakar telah berada dalam keadaan bertekanan

tinggi dan katup injeksi sudah terbuka sejak langkah pengisapan oleh torak dan pada

kondisi demikan ini sebagian bahan bakar telah menetes ke bak pengabut yang di

bagian sisinya terdapat lubang-lubang kecil (Taufiq, 2012). Pada gambar 2.8 dapat

dilihat sistem semprotan (spray) yang terjadi pada proses pengabutan.

Gambar 2.8. Sistem peyemprotan ( spray)

(Adapted from: www.elsevier.com/locate/renene)

Untuk mesin diesel, penetrasi ujung semprotan terlalu lama disebabkan oleh

injeksi tekanan tinggi juga memiliki efek yang merugikan pada kontrol akurasi

campuran dan kinerja emisi karena penguapan.

Berdasarkan topik diatas sehingga untuk dapat mengetahui tingkat penyemprotan

dengan tekanan atomisasi, dan dapat di ukur sudut kerucut berdasarkan jarak semprotan

digunakan persamaan empiris dimana , dapat dilihat pada gambar 2.9

penyemprotan tip penetrasi, jarak penetrasi L oleh (Arai et al)

Gambar 2.9. Penyemprotan tip Penetrasi

…………………………… 2.12

……………………………………….. 2.13

……………………………………………… 2.14

…………………………………….. 2.15

Dimana :

L = Jarak penetrasian.

= Tekana injeksi.

= Lubang Nozel.

= Break-up time

= Udara lingkungan.

= Diameter nozel.

Diameter semprotan merupakan hasil rata – rata dari panjang semprotan di

sumbu vertikal dan sumbu horizontal. Berdasarkan data diameter hasil semprotan,

menurut (Borman, 1998) besarnya sudut semprotan dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

…………………………………………………. 2.16

Dimana :

Ɵ = Sudut semprotan ( o)

Δp = Tekanan injector (MPa)

= Diameter semprotan (mm)

= Velocity (m/s)

Sepanjang semprotan penetrasi ditentukan dengan mencari arah axial

semprotan yang terjauh dari nozzel, sudut yang meliputi struktur semprotan dari

nozzle hingga 1/3 dari penetrasi. Garis linear digunakan untuk mengukur sudut yang

dekat dan garis singgung kontur yang ada sampai ujung semprotan. (Ghurri et.el)

Gambar 2.10. Tip Penetrasi

Pada gambar 2.10 dapat dilihat tip penetrasi yang terjadi pada nozel spray. Untuk

menganalisis sifat penetrasi semprotan diatas digunakan persamaan Hiroyasu

……………………………… 2.17

...……………...…………….. 2.18

...………….………………… 2.19

……………………………. 2.20

.……………………………. 2.21

Dimana :

= Diameter Nozel.

= Penetrasi tip penyemprotan.

= Waktu setelah mulai injeksi.

= Break up time.

= Kecepatan awal semprotan.

= Discharge Koofisen Nozel.

= Tekanan Injeksi.

= Fuel Density.

= Density udara Lingkungan.

= Volume fraction pengabutan dari semprotan.

= Sudut kerusut semprotan.

Konsumsi bahan bakar spesifik (SFC) adalah menyatakan jumlah pemakaian

bahan bakar yang dikonsumsi oleh motor untuk menghasilkan daya (Hp) dalam kurun

waktu tertentu. Semakin rendah nilai Sfc maka semakin rendah pula konsumsi bahan

bakar yang digunakan. Berikut ini merupakan hasil dari pengukuran konsumsi bahan

bakar spesifik.

Rumus yang digunakan untuk menghitung Sfc adalah :

………………………………………………. 2.22

Dimana :

Sfc : Specific fuel consumption (Kg/Hp.jam)

mf : laju aliran bahan bakar (Kg/jam)

ρ : 0.00075 kg/cc

v : 10 ml

mf : v x ρ

P : daya yang dihasilkan oleh mesin (Hp)

Sementara nilai diameter rata – rata dari semprotan yang terjadi ini dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan Sauter Mean Diameter (SMD) berikut (Viriato, 1996) :

....... 2.23

Dimana :

σ = Tegangan permukaan minyak

ρl = Massa jenis minyak

Va = Kecepatan Udara

µl = Viskositas minyak

ρa = Udara lingkungan

AFR = Rasio bahan bakar dengan udara

2.14 Camera

Camera High speed digunakan untuk mengambil proses gambar panjang

penyemprotan dan ukuran butiran pada saat penetrasi bahan bakar. untuk menganalisis

data dari panjang semprotan, dan ukuran butiran digunakan softwere. Adapun model

camera high speed dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. High Speed Camera